доцент кафедры «Железнодорожный транспорт», кандидат технических наук, доцент
доцент кафедры «Тяговый подвижной состав», кандидат технических наук, доцент
ассистент кафедры «Железнодорожный транспорт»
Introduction. Due to the process reasons, the structure of cast parts of the railway rolling stock (RRS) often has embedded flaws that affect drastically their strength. The degree of impact depends on many factors including the shape and location of defects in the product. The shape of the defect has the greatest effect under alternating loads. This often refers to dynamically loaded parts of the RRS underframe. The defect oriented perpendicularly to the direction of tensile loads reduces the component life to the maximum. To identify embedded flaws, the parts are subjected to ultrasonic testing by the classical pulse-echo technique. However, such methods require increased validity and informativity. For example, they do not provide the determination of the type and orientation of the defect.
Materials and Methods. Features, advantages and disadvantages of the classical pulse-echo technique of the ultrasonic non-destructive testing, which is based on the registration of the following echo signals, are considered: sent; reflected from the opposite surface (bottom) of the object; reflected from the defect (if any). The pulse arrival time is proportional to the thickness of the part. If there is a defect, this time is proportional to the distance from the pulse input surface to the defect. This method can determine the presence of a defect, but it cannot determine its type.
Research Results. To determine the shape of a defect, a dualfrequency defectometry method is proposed. Its principle, algorithm and implemented analytical dependencies are described. When an echo signal from a defect is detected in the monitoring object, the amplitudes of the bottom signals and the amplitudes of the echo signals from the defect are measured at the ultrasonic wave frequencies of 2.5 MHz and 5.0 MHz. The defect shape factor is calculated from the analytical dependence; and the type of defect is determined. It can be volume (pores, shells, non-metallic inclusions) or planar (cracks, segregations, etc.).
Discussion and Conclusions. A dual-frequency defectometry method to determine the type of defect under the manual ultrasonic testing of the RRS cast parts is proposed in the paper. For an express automated use of the proposed method, the software product NDTRT-07.04-L is developed, and its operation algorithm is described. The application of the technique can increase the validity and informativity of the test results
Введение. Структура литых деталей подвижного состава железных дорог (ПСЖД) по технологическим причинам часто имеет внутренние дефекты, которые существенно влияют на их прочность. Степень влияния зависит от множества факторов, включая форму и расположение дефектов в изделии. Форма дефекта оказывает наибольшее влияние при знакопеременных нагрузках. Это часто относиться к динамически нагруженным деталям экипажной части ПСЖД. Максимально снижает долговечность детали дефект, ориентированный перпендикулярно к направлению растягивающих нагрузок. Для выявления внутренних дефектов детали подвергаются ультразвуковому контролю классическим эхо-импульсным методом. Однако такие методики требуют повышения достоверности и информативности. Например, они не позволяют определить тип и ориентацию дефекта.
Материалы и методы. Рассмотрены особенности, преимущества и недостатки классического эхо-импульсного метода ультразвукового неразрушающего контроля, который основан на регистрации следующих эхо-сигналов: посланный; отраженный от противоположной поверхности (дна) объекта; отраженный от дефекта (при его наличии). Время прихода импульсов пропорционально толщине детали. При наличии дефекта это время пропорционально расстоянию от поверхности ввода импульсов до дефекта. Этим методом можно определить наличие дефекта, однако нет возможности определить его тип.
Результаты исследования. Для определения формы дефекта предложен двухчастотный метод дефектометрии. Описана его сущность, алгоритм и реализуемые аналитические зависимости. При обнаружении в объекте контроля эхо-сигнала от дефекта измеряются амплитуды донных сигналов и амплитуды эхо-сигналов от дефекта на частотах ультразвуковой волны 2,5 МГц и 5,0 МГц. Рассчитывается коэффициент формы дефекта по аналитической зависимости и определяется тип дефекта. Он может быть объемный (поры, раковины, неметаллические включения) или плоскостной (трещины, ликвации и др.).
Обсуждение и заключения. В работе предложен двухчастотный метод дефектометрии, позволяющий определить тип дефекта при ручном ультразвуковом контроле литых деталей ПСЖД. Для экспрессного автоматизированного использования предложенного метода разработан программный продукт NDTRT-07.04-L и описан алгоритм работы с ним. Применение данного метода позволяет повысить достоверность и информативность результатов контроля.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.